Petrol ve Gaz Üretiminde Yapay Kaldırma Sistemleri

Petrol ve gaz endüstrisinde, rezervuarlardan hidrokarbonları verimli bir şekilde çıkarma yeteneği, üretim oranlarını en üst düzeye çıkarmak ve kuyuların ömrünü uzatmak için önemlidir. Ancak, zamanla doğal rezervuar basıncı azalır ve petrolü yüzeye çıkarmayı zorlaştırır. İşte tam da bu noktada yapay kaldırma sistemleri oyuna gel.

Yapay Kaldırma İhtiyacı Sistemler

Petrol rezervuarları yaşam döngüleri boyunca nadiren tutarlı bir basınç korurlar. Çıkarım ilerledikçe, rezervuar basıncı ve su tahriki gibi doğal kuvvetler zayıflar ve bu da üretim oranlarında önemli bir düşüşe yol açar. Bu düşüş, rezervuarın özelliklerine bağlı olarak bir kuyunun ömrünün erken dönemlerinde veya yıllarca süren istikrarlı üretimden sonra meydana gelebilir. Yapay kaldırma sistemleri olmadan, birçok kuyu ekonomik olarak uygulanabilir hacimlerde petrol üretemez ve önemli miktarda geri kazanılabilir rezerv kullanılmadan kalır. Yapay kaldırma, hidrokarbonların yüzeye akışını sürdürmek veya artırmak için gereken mekanik yardımı sağlayarak rezervuarların uzun vadeli uygulanabilirliğini garanti eder ve üretim oranlarını önemli ölçüde iyileştirir.

Sürdürmenin yanı sıra petrol ve gaz üretimi, yapay kaldırma sistemleri yüksek su kesintisi (üretilen sıvılardaki su oranı) ve viskoz veya ağır ham petrolün işlenmesi gibi zorlukları ele alır. Bu sistemler, doğal basıncın tükendiği olgun sahalarda veya rezervuar özelliklerinin akışı sınırladığı geleneksel olmayan sahalarda özellikle kritiktir. Geri kazanımı optimize etmek için güvenilir bir yöntem sunarak, yapay kaldırma sistemleri değişen kuyu koşullarına uyum sağlar ve verimli petrol ve gaz üretiminin temel taşı olarak hizmet eder.

Yapay Asansör Sistemlerinin Türleri

Yapay kaldırma sistemleri, azalan doğal rezervuar basıncını telafi ederek petrol geri kazanımını artırmada esastır. Mevcut çeşitli yöntemler arasında, dört temel tür etkililikleri ve çok yönlülükleri açısından öne çıkmaktadır:

Çubuk Pompası (Kiriş Pompası)

Çubuk pompaları, Ayrıca şöyle bilinir kiriş pompaları, özellikle orta üretim oranlarına sahip sığ ila orta derinlikteki kuyularda en yaygın kullanılan yapay kaldırma sistemlerinden biridir. Bu mekanik sistem, kuyuya doğru uzanan bir dizi çubuğu çalıştırmak için genellikle "pompa krikosu" olarak adlandırılan bir yüzey güç ünitesi kullanır. Çubukların hareketi, pompanın içindeki bir pistonu hareket ettirerek yağı yüzeye kaldırır.

• Sığ kuyular için maliyet etkinliği: Çubuk pompa sistemi, kurulumu ve işletimi nispeten ucuzdur ve bu da onu orta düzeyde sıvı hacmine sahip sığ kuyular için ideal hale getirir.
• Basitlik ve güvenilirlik: Sistem, konvansiyonel kara petrol üretiminde kanıtlanmış bir geçmişe sahip olup, basit ve son derece güvenilirdir.
• Düşük ve orta üretim oranları için etkilidir: Orta düzeyde petrol üreten ve aşırı derinlik veya basınca maruz kalmayan kuyularda iyi çalışır.
• Mekanik hareket: Sistem, zamanla aşınma ve yıpranmaya maruz kalabilen yağı kaldırmak için mekanik hareket kullanıyor ve bu nedenle düzenli bakım gerektiriyor.

Çubuk pompalar genellikle kara sahalarında kullanılır ve özellikle enerji verimliliğinin öncelikli olmadığı düşük ve orta üretimli kuyularda etkilidir.

Elektrikli Dalgıç Pompa

The elektrikli dalgıç pompa (ESP) yüksek akış hızlarının önemli olduğu derin kuyularda yaygın olarak kullanılan, son derece verimli ve çok yönlü bir yapay kaldırma sistemidir. Sistem, kuyunun içinde bulunan birden fazla pompa kademesinden ve bir kuyu altı motorundan oluşur. Elektrikle çalışan motor, pompa kademelerini çalıştırır ve yağı yüzeye kaldırır.

• Derin Kuyularda Yüksek Verimlilik: ESP'ler, yüksek akış hızlarını koruyarak büyük hacimli sıvıları etkili bir şekilde kaldırdıkları derin kuyularda üstün performans gösterirler.
• Çok yönlülük: ESP'ler, yüksek gaz-petrol oranlarına sahip olanlar veya sıvıları kaldırmak için yüksek basınç gerektirenler de dahil olmak üzere çeşitli kuyu koşullarına uyum sağlayabilir.
• Yüksek Kapasiteli Pompalama: ESP'ler büyük hacimlerde petrolü işleyebilme kapasitesine sahip olduğundan, yüksek üretimli kuyular veya hızlı çıkarım gerektiren sahalar için idealdir.
• Enerji tüketimi: ESP sistemlerinin potansiyel bir dezavantajı, özellikle pompayı çalıştırmak için daha fazla güce ihtiyaç duyulan derin kuyularda, nispeten yüksek enerji tüketimleridir.

ESP'ler, büyük ölçekli üretim ve verimli kaldırma kapasiteleri gerektiren açık deniz sahaları veya derin kara rezervuarları için özellikle uygundur.

Aşamalı Boşluk Pompası

The ilerici boşluk pompası (PCP) özellikle ağır ham petrol veya bitüm gibi yüksek viskoziteli petrol üreten kuyular için çok uygundur. Bu pompa, sıvıyı yüzeye iten boşluklar oluşturmak için bir statorun içinde dönen helezoni bir rotor kullanır.

• Çalışma Mekanizması: Rotor ve stator, rotor döndükçe yağı sürekli bir akışla yüzeye taşıyan kademeli boşluklar oluşturacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, geleneksel sistemlerle kolayca pompalanamayan kalın, ağır sıvılar için idealdir.
• Uygulama: PCP'ler, özellikle ağır petrol veya bitümlü alanlarda, yüksek viskoziteli sıvıların bulunduğu kuyularda kullanılır. Genellikle hem kara hem de açık deniz alanlarında, özellikle diğer yapay kaldırma yöntemlerinin etkili olmayacağı alanlarda kullanılırlar.
• Güvenilirlik ve Performans: PCP'ler zorlu akışkanlarda bile sürekli, güvenilir akış sağlama yetenekleriyle bilinirler. Tasarımları, geniş bir viskozite aralığını idare etmelerine olanak tanır ve derin kuyularda iyi performans gösterebilirler.
• Bakım ve Zorluklar: PCP'ler etkili olsa da, rotor ve stator gibi aşınmış parçaları değiştirmek için periyodik bakım gerektirirler. Ayrıca aşındırıcı sıvılardan hasar görmeye meyilli olabilirler ve optimum performansı sağlamak için sistem dikkatlice izlenmelidir.

Bu yapay kaldırma sistemlerinin her biri benzersiz avantajlar sunar ve derinlik, üretim hızı ve akışkan özellikleri gibi kuyunun özel ihtiyaçlarına göre seçilir. Operatörler doğru sistemi seçerek üretimi optimize edebilir ve kuyunun ömrünü uzatabilir.

Gaz Kaldırma

Gaz asansörü üretilen sıvının yoğunluğunu azaltmak için kuyuya basınçlı gaz enjekte etmeyi içeren çok yönlü bir yapay kaldırma yöntemidir, böylece petrolün yüzeye kaldırılması kolaylaşır. Gaz, kuyuda birden fazla noktaya enjekte edilir, burada üretilen sıvılarla karışır, sürtünmeyi azaltır ve petrolün yukarı doğru hareketine yardımcı olur.

• Değişen Koşullara Uyum: Gaz kaldırma, rezervuar basıncındaki, üretim oranlarındaki ve gaz-petrol oranlarındaki değişikliklere uyum sağlayacak şekilde ayarlanabilir.
• Daha Düşük Enerji Gereksinimleri: Elektrik gücüne ihtiyaç duyan ESP'lerin aksine, gaz kaldırma sistemleri enjekte edilen gaza dayanır ve bu da bazı durumlarda potansiyel olarak daha uygun maliyetli bir çözüm sunar.
• Gaz Yoğunluğu Olan Kuyular İçin Etkilidir: Gaz kaldırma, petrolün yanı sıra önemli miktarda gaz üreten kuyularda özellikle etkilidir, çünkü enjekte edilen gaz her iki sıvının da kaldırılmasına yardımcı olur.
• Operasyonel Esneklik: Gaz kaldırma sistemleri, enjekte edilen gazın hacmini ayarlamak için hassas bir şekilde ayarlanabilir ve bu sayede değişen rezervuar koşullarına uyum sağlamak için operasyonel esneklik sağlanır.

Bu sistem, hem kara hem de deniz sahalarında, özellikle düşük rezervuar basıncına veya yüksek sıvı hacmine sahip kuyularda yaygın olarak kullanılmaktadır ve ayrıca gaz kondensat rezervuarlarında da yaygın olarak uygulanmaktadır.

Doğru Nasıl Seçilir Yapay Asansör Sistemi

Uygun yapay kaldırma sistemini seçmek, bir petrol ve gaz kuyusunun verimliliğini, üretim oranını ve işletme maliyetlerini önemli ölçüde etkileyen kritik bir karardır. Doğru yapay kaldırma sistemini seçmek için temel hususlar aşağıdadır:

1. Kuyu Özellikleri: Kuyunun derinliği, basıncı ve sıcaklığı, kaldırma sistemi seçimini önemli ölçüde etkiler. Yüksek basınçlı derin kuyular için Elektrikli Dalgıç Pompalar (ESP'ler) gibi sistemler daha etkilidir. Orta koşullara sahip sığ kuyular, çubuk pompalar gibi daha basit sistemler için uygun olabilir.

2. Akışkan Özellikleri: Üretilen ürünün viskozitesi ve bileşimi sıvı kritik faktörlerdir. Ağır ham petrol veya viskoz petrol üreten kuyular için, kalın sıvıları idare edebildikleri için Progressive Cavity Pumps (PCP'ler) tercih edilir. Buna karşılık, gaz kaldırma, daha yüksek gaz-petrol oranına sahip kuyular için idealdir.

3. Üretim Oranları: Yüksek üretim kuyuları, özellikle büyük hacimli petrol içerenler, önemli miktarda sıvıyı verimli bir şekilde idare edebilen ESP'ler veya gaz kaldırma sistemleri için en uygun olanlardır. Daha düşük üretim oranları için çubuk pompaları veya PCP'ler daha ekonomik olabilir.

5. Petrol ve Gaz Simülasyonu: Gelişmiş simülasyon araçları, yapay kaldırma sistemlerinin seçimini optimize etmede önemli bir rol oynar. Rezervuar ve üretim simülasyonları aracılığıyla operatörler, farklı koşullar altında farklı kaldırma tekniklerini modelleyebilir, performansı tahmin etmeye, olası sorunları gidermeye ve uygulamadan önce üretim stratejilerini optimize etmeye yardımcı olabilir. Bu veri odaklı yaklaşım, daha bilinçli karar almaya, riski azaltmaya ve belirli bir kuyu için en verimli sistemi seçme olasılığını artırmaya olanak tanır.

İşletmeciler bu faktörleri göz önünde bulundurarak kuyuları için en verimli ve maliyet etkin yapay kaldırma çözümünü seçebilirler.

ÖZET

Yapay kaldırma sistemlerinin kullanımı, rezervuar basınçları düştükçe petrol ve gaz üretiminin sürdürülmesi için hayati önem taşır. Çubuk pompaları, ESP'ler, gaz kaldırmaları veya PCP'ler gibi uygun kaldırma sisteminin seçimi, kuyu koşulları ve akışkan özellikleri gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Ek olarak, simülasyon araçları karar vermeyi optimize etmek için değerli içgörüler sağlar. Sonuç olarak, doğru yapay kaldırma çözümü gelişmiş üretim verimliliği ve uzun süreli kuyu performansı sağlar.